江 旭，熊良正

（武漢工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院，湖北 武漢430073）

室燃是將0.050～0.070mm的煤粉由壓縮空氣帶動(dòng)噴入爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)煤的懸浮燃燒，其優(yōu)點(diǎn)是：

1）煤的燃盡率比層燃高，因?yàn)閷尤贾?0～30 mm的塊煤燒透率絕比不上粒度0.1mm以下的煤粉，故節(jié)能效果十分顯著.

2）能大量使用劣質(zhì)煤和碎煤，因?yàn)榱淤|(zhì)煤粉在爐內(nèi)可以充分燃燒，而碎煤對(duì)磨煤機(jī)更為有利.

3）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，容易實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程的自動(dòng)控制［1］.

煤粉燃燒的污染問(wèn)題比爐排層燃嚴(yán)重，如果加上除塵裝置、采用液排渣旋風(fēng)燒嘴，該問(wèn)題是可以解決的.采用磨煤機(jī)實(shí)現(xiàn)煤的懸浮燃燒是一條節(jié)能降耗的好途徑.中小型風(fēng)扇磨煤機(jī)在不少新領(lǐng)域（如珍珠巖焙燒、陶瓷焙燒等）使用效果顯著，但是目前小型磨煤機(jī)的性能還不夠理想，從而影響使用.有些領(lǐng)域、工況要求磨機(jī)出口壓力在0.029～0.039MPa，液排渣旋風(fēng)燒嘴也有類(lèi)似的要求，但一般小型風(fēng)扇磨煤機(jī)、錘式磨煤機(jī)出口壓力在0.022MPa左右，這決定了磨煤機(jī)安裝位置離加熱爐等不能太遠(yuǎn)，否則會(huì)由于壓力不夠影響機(jī)器的正常使用.故需要設(shè)計(jì)一種出口壓力高的磨煤機(jī).

1 小型高壓錘－磨煤粉機(jī)煤粉的制備過(guò)程

新設(shè)計(jì)的小型高壓錘－磨煤粉機(jī)實(shí)際上是將錘式磨煤機(jī)的多級(jí)錘式葉輪簡(jiǎn)化成一級(jí)，把輸送煤粉的風(fēng)扇改為風(fēng)扇磨煤機(jī)特有的葉輪，也可以理解為在風(fēng)扇磨煤機(jī)前加一個(gè)錘式葉輪.實(shí)際上錘式磨煤機(jī)的風(fēng)扇也有一定的破碎功能，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似一般風(fēng)機(jī)的風(fēng)扇，產(chǎn)生的風(fēng)壓低，風(fēng)扇本身磨損很快.而風(fēng)扇磨煤機(jī)的葉輪同時(shí)具備破碎、研磨和鼓風(fēng)能力，用鑄鋼作葉輪的前后盤(pán)及固定板，該機(jī)葉輪及殼體上裝有厚度達(dá)20mm以上的耐磨沖擊板，產(chǎn)生的風(fēng)壓較高，耐磨性能較好，用它可將煤塊磨到0.075mm或更細(xì)的粒度.沖擊板材質(zhì)選ZGMn13或超高錳鑄鋼［2］，不僅壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)上也便于更換維修.煤粉的制備過(guò)程示意如圖1所示.

圖1 煤粉制備的工藝過(guò)程

2 小型高壓錘－磨煤粉機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

提高磨煤機(jī)輸出兩相流的風(fēng)壓是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，依據(jù)理論分析與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)壓的大小主要取決于葉輪的圓周速度、葉輪的寬度，葉片的傾角、葉片的數(shù)量、進(jìn)風(fēng)口的形狀等因素.小型風(fēng)扇磨圓周速度都在60～70m／s左右，比較合理的圓周速度是80 m／s.按此要求設(shè)計(jì)葉輪轉(zhuǎn)速和直徑，轉(zhuǎn)速取二級(jí)電機(jī)轉(zhuǎn)速2 950r／min，算出葉輪的直徑＝525mm.此直徑與磨機(jī)的出力300kg／h相適應(yīng).為了提高風(fēng)壓，把原來(lái)略后傾的沖擊板改成徑向布置.葉輪的前后盤(pán)間距（即整個(gè)葉輪的厚度尺寸）適當(dāng)縮小以減少風(fēng)量.機(jī)殼磨腔設(shè)計(jì)為逐步擴(kuò)大的蝸旋線結(jié)構(gòu)，形狀和傳統(tǒng)的風(fēng)扇磨焊接內(nèi)腔相似.這種結(jié)構(gòu)在制造上并不麻煩，而明顯的效果是從葉輪圓周甩出的的兩相流是在一個(gè)比較均勻擴(kuò)張的通道內(nèi)流動(dòng)，有利于壓力的提高.葉輪周?chē)臋C(jī)殼磨腔設(shè)計(jì)了特有的嵌入槽，將寬度為50mm的小塊襯瓦嵌入槽內(nèi)，解決了大塊弧形襯板與外殼難以貼合的問(wèn)題，也不必在外殼上用螺釘固定襯瓦，從而避免漏粉.

設(shè)計(jì)中取消了傳統(tǒng)風(fēng)扇磨煤機(jī)葉輪后盤(pán)面上的風(fēng)筋.風(fēng)筋的作用是產(chǎn)生負(fù)壓，使主軸與機(jī)殼處的環(huán)形縫隙處不致漏粉，風(fēng)筋在使用中容易磨損，從而造成中途漏粉.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)資料［3］，新設(shè)計(jì)采用了3個(gè)措施解決漏粉及軸承座漏油問(wèn)題：一是在葉輪后盤(pán)近軸處開(kāi)6個(gè)20mm的通孔，把環(huán)形縫隙區(qū)與葉輪的負(fù)壓區(qū)連通，筆者把這種孔稱(chēng)為負(fù)壓孔.二是在主軸與機(jī)殼之間安裝帶骨架的Y形橡膠密封圈.三是設(shè)計(jì)了能在軸承座與機(jī)殼之間壓以石棉繩密封的縫隙.實(shí)踐表明這樣設(shè)計(jì)對(duì)解決磨機(jī)漏粉、漏油是行之有效的.

出粉口設(shè)計(jì)為向上方向，且采用較大的出口法蘭，以便在法蘭上支承分離器.經(jīng)過(guò)分離器的粗粉返回磨腔入磨管道上設(shè)有預(yù)熱空氣的進(jìn)口，以烘干入磨煤塊.而鍾式磨煤機(jī)沒(méi)有這種功能.由于有兩級(jí)破碎，新設(shè)計(jì)的供煤機(jī)采用較大的的螺旋，允許粒度40mm的煤塊入磨，采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)供煤量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)（圖2）.

3 小型高壓錘－磨煤粉機(jī)主要性能

小型高壓錘－磨煤粉機(jī)主要性能指標(biāo)如下：產(chǎn)量（出力）300kg／h；全風(fēng)壓（閉出口壓力）＞0.029 MPa；主軸轉(zhuǎn)速2 950r／min；錘式葉輪直徑＝500mm；風(fēng)扇式葉輪直徑＝525mm；風(fēng)扇葉輪線速度80m／s； 主電機(jī)Y160L－4 （15 kW、1 470r／min）；供煤螺旋直徑與螺距＝145 mm、P＝72mm；螺旋最大轉(zhuǎn)速8.5r／min；供煤電機(jī)Z2－12（0.6kW）.

圖2 小型高壓錘－磨煤粉機(jī)主要結(jié)構(gòu)

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)的樣機(jī)通過(guò)了制造、安裝、運(yùn)行的檢驗(yàn)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明：

1）閉口壓力達(dá)到0.036MPa，而原預(yù)計(jì)是0.029MPa.

2）測(cè)試時(shí)，出力達(dá)到600kg／h時(shí)主機(jī)也未超過(guò)額定電流（30A）.

3）在沒(méi)有設(shè)分離器情況下，用孔徑0.075mm的排氣網(wǎng)布測(cè)試出口煤粉，煤粉粒度0.075mm過(guò)篩量達(dá)88.5%，超過(guò)現(xiàn)有的各種小型磨煤機(jī).

4）結(jié)構(gòu)緊奏，體積小，自重也小.

葉輪負(fù)壓孔效果較明顯，防塵環(huán)板處的負(fù)壓達(dá)－0.012MPa.這種結(jié)構(gòu)若推廣到FM型風(fēng)扇磨煤機(jī)的葉輪上，對(duì)解決漏粉、改善磨煤機(jī)的周?chē)h(huán)境應(yīng)該有借鑒意義.表1是小型高壓錘－磨煤粉機(jī)與錘式磨煤機(jī)、風(fēng)扇磨煤機(jī)的性能比較.總之新設(shè)計(jì)的小型高壓錘－磨煤粉機(jī)的性能比預(yù)計(jì)的還要好些，可以滿足煤粉出口壓力在0.036MPa左右的需求，選用這種磨機(jī)也有利于簡(jiǎn)化整個(gè)工藝系統(tǒng)的布置.

表1 小型高壓磨煤機(jī)與錘式磨煤機(jī)、風(fēng)扇磨煤機(jī)的性能比較

［1］熊良正.小型風(fēng)扇式磨煤機(jī)在珍珠巖生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.節(jié)能，1996（4）：24—27.

［2］張敬澈.超高錳鋼風(fēng)扇磨煤機(jī)打擊板的耐磨性［J］.水利電力機(jī)械，2003，25（4）：25—27.

［3］劉國(guó)強(qiáng).消除風(fēng)扇磨煤機(jī)串粉及漏油的方法［J］.中國(guó)電力，1997，30（5）：69—70.